2024—2025學(xué)年北京市第四中學(xué)高一上學(xué)期期中考試生物試卷

一、單選題(★★)1.從生命活動(dòng)的角度理解，人體的結(jié)構(gòu)層次為

A．原子、分子、細(xì)胞器、細(xì)胞B．細(xì)胞、組織、器官、系統(tǒng)C．元素、無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、細(xì)胞D．個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)(★)2.“沒(méi)有碳就沒(méi)有生命”，對(duì)此觀(guān)點(diǎn)最有說(shuō)服力的解釋是（）

A．碳在細(xì)胞的各種化合物中含量最多B．碳在自然界中含量最為豐富C．在細(xì)胞的各種化合物中都含有碳D．碳鏈構(gòu)成了有機(jī)物的基本骨架(★)3.關(guān)于生物體內(nèi)有機(jī)化合物所含元素的敘述，錯(cuò)誤的是（）

A．葉綠素含有鎂元素B．血紅蛋白含有鐵元素C．脫氧核糖含有磷元素D．胰島素含有硫元素(★★)4.下列關(guān)于生物體內(nèi)有機(jī)物的敘述正確的是

A．脂質(zhì)不參與生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)B．蛋白質(zhì)是生物體主要的能源物質(zhì)C．核酸是生物體儲(chǔ)存遺傳信息的物質(zhì)D．糖類(lèi)不參與細(xì)胞識(shí)別和免疫調(diào)節(jié)(★★)5.關(guān)于糖分解代謝的敘述，錯(cuò)誤的是

A．甜菜里的蔗糖經(jīng)水解可產(chǎn)生葡萄糖和果糖B．乳汁中的乳糖經(jīng)水解可產(chǎn)生葡萄糖和半乳糖C．發(fā)芽小麥種子中的麥芽糖經(jīng)水解可產(chǎn)生果糖D．枯枝落葉中的纖維素經(jīng)微生物分解可產(chǎn)生葡萄糖(★★)6.下列真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)與成分，對(duì)應(yīng)有誤的是

A．細(xì)胞膜：脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類(lèi)B．染色體：核糖核酸、蛋白質(zhì)C．核糖體：蛋白質(zhì)、核糖核酸D．細(xì)胞骨架：蛋白質(zhì)(★)7.下列哪種糖是動(dòng)物細(xì)胞中不可能含有的（）

A．果糖B．糖原C．核糖D．蔗糖(★★)8.下列關(guān)于糖類(lèi)化合物的敘述，正確的是（）

A．葡萄糖、果糖、半乳糖都是還原糖，但元素組成不同B．淀粉、糖原、纖維素都是由葡萄糖聚合而成的多糖C．蔗糖、麥芽糖、乳糖都可與斐林試劑反應(yīng)生成磚紅色沉淀D．蔗糖是淀粉的水解產(chǎn)物之一，麥芽糖是纖維素的水解產(chǎn)物之一(★★★)9.下列分子中不含氫鍵的是（）

A．甘氨酸B．液態(tài)水C．過(guò)氧化氫酶D．DNA(★★★)10.在下列物質(zhì)中，有的屬于構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸，有的不是。若將其中構(gòu)成蛋白質(zhì)的所有氨基酸縮合成多肽，則其中含有的氨基、羧基和肽鍵的數(shù)目依次是（）

A．3，3，2B．4，3，3C．2，2，3D．3，4，2(★★★)11.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)用脲和巰基乙醇處理RNA酶分子時(shí)，酶分子的多肽鏈伸展開(kāi)來(lái)，且酶分子喪失了所有的酶活性。當(dāng)除去制備物中的脲和巰基乙醇時(shí)，RNA酶分子恢復(fù)了正常的酶活性，并且重新形成的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)和功能上與實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)正確折疊的天然蛋白質(zhì)不可區(qū)分。由該實(shí)驗(yàn)不能推測(cè)的是（）

A．折疊信息包含在氨基酸序列中B．天然構(gòu)象可能是其最穩(wěn)定構(gòu)象C．發(fā)生變性的蛋白質(zhì)也可能復(fù)性D．折疊過(guò)程由某種分子協(xié)助完成(★★)12.經(jīng)檢測(cè)，剛擠出的鮮牛奶中有兩種分子式分別為C12H22O11和C1864H3012N168O221S6的化學(xué)物質(zhì)，這兩種物質(zhì)可能分別是（）

A．脂肪和核酸B．乳糖和蛋白質(zhì)C．乳糖和核酸D．蔗糖和蛋白質(zhì)(★★★)13.某學(xué)生向用放置很久的蔗糖溶液加入斐林試劑，處理后出現(xiàn)了磚紅色沉淀，對(duì)此正確的解釋為（）

A．蔗糖是還原性糖B．蔗糖是由2分子葡萄糖組成C．蔗糖放置久了，被微生物分解D．斐林試劑失效(★★)14.油菜種子成熟過(guò)程中部分有機(jī)物的變化如圖所示，將不同成熟階段的種子勻漿后檢測(cè)，結(jié)果正確的是（）

選項(xiàng)取樣時(shí)間檢測(cè)試劑檢測(cè)結(jié)果A第10天斐林試劑不顯色B第20天雙縮脲試劑不顯色C第30天蘇丹Ⅲ試劑橘黃色D第40天碘液藍(lán)色

A．AB．BC．CD．D(★★)15.關(guān)于大腸桿菌和黑藻的共同點(diǎn)，表述正確的是（）

A．都是真核生物B．能量代謝都發(fā)生在細(xì)胞器中C．都能進(jìn)行光合作用D．都具有核糖體(★)16.科學(xué)家證明“尼安德特人”是現(xiàn)代人的近親，依據(jù)的是DNA的（）

A．元素組成B．核苷酸種類(lèi)C．堿基序列D．空間結(jié)構(gòu)(★★★)17.下圖所示脂質(zhì)體是一種人工膜，主要由磷脂組成，下列說(shuō)法不正確的是（）

A．脂質(zhì)體表面交聯(lián)抗體利于靶向治療B．a(chǎn)為極性的水溶性藥物C．b藥物為難溶于水的脂溶性藥物D．脂質(zhì)體將藥物送入細(xì)胞利用了膜的選擇通過(guò)性(★★)18.下圖為人體細(xì)胞的電鏡觀(guān)察照片，乙為溶酶體，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是（）

A．甲通過(guò)內(nèi)膜折疊增加膜面積利于有氧呼吸的進(jìn)行B．細(xì)胞器乙來(lái)源于高爾基體的分裂C．圖示可能為清除細(xì)胞內(nèi)衰老細(xì)胞器的過(guò)程D．甲、乙細(xì)胞器均為雙層膜結(jié)構(gòu)(★★)19.在種子發(fā)育過(guò)程中，許多植物會(huì)儲(chǔ)存大量的油脂，這些油積累在一種由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)衍生而來(lái)的油質(zhì)體中(如圖所示)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是具有雙層膜的細(xì)胞器B．油脂可被蘇丹Ⅲ染液染為橘黃色C．油質(zhì)體內(nèi)的油是植物的儲(chǔ)能物質(zhì)D．油質(zhì)體內(nèi)的油在兩層磷脂分子之間積累(★★★)20.科學(xué)家曾用冰凍蝕刻技術(shù)研究細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)。首先用干冰或液氮將細(xì)胞冷凍。然后用刀劈標(biāo)本，使細(xì)胞膜從疏水層斷裂開(kāi)。升溫后，冰在真空條件下迅即升華，暴露出斷面結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為蝕刻。隨后用鉑碳將斷面鑄成模板，再用電子顯微鏡觀(guān)察模板。觀(guān)察結(jié)果如下圖所示（左圖為朝向細(xì)胞外一側(cè)斷面，右圖為朝向細(xì)胞內(nèi)一側(cè)斷面）。關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A．本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了顯微觀(guān)察法B．照片中的小顆粒是磷脂分子的頭部C．本實(shí)驗(yàn)無(wú)法證明細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性D．以上兩張圖片均是拍攝細(xì)胞膜的內(nèi)部(★★)21.下列細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖，正確的是（）

A．B．C．D．(★)22.下列關(guān)于真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的敘述中，錯(cuò)誤的是

A．維生素D的合成與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)有關(guān)B．葉綠體色素分布在類(lèi)囊體片層結(jié)構(gòu)薄膜上C．有分泌功能的細(xì)胞才有高爾基體D．溶酶體可消化細(xì)胞器碎片(★★)23.下列對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)的描述，正確的是（）

A．蛋白質(zhì)鑒定需要水浴加熱B．花生子葉細(xì)胞中脂肪的鑒定需要用蒸餾水漂洗C．西瓜汁含有豐富的葡萄糖和果糖，是鑒定還原性糖的好材料之一D．只用一粒生玉米粒也能驗(yàn)證活細(xì)胞膜選擇透性(★★★)24.下列有關(guān)細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立的敘述錯(cuò)誤的是

A．細(xì)胞學(xué)說(shuō)主要由施萊登和施旺提出B．建立細(xì)胞學(xué)說(shuō)的意義在于揭示了生物體結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性C．細(xì)胞學(xué)說(shuō)揭示了病毒、細(xì)菌、動(dòng)物、植物都是由細(xì)胞構(gòu)成的D．細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立支持所有生物有共同祖先的進(jìn)化觀(guān)點(diǎn)(★★★)25.先用脫色素的植物油將西紅柿煸炒一會(huì)兒，再加水做成湯，西紅柿的胡蘿卜素就會(huì)使湯中的油滴顯出橙黃色來(lái)。這說(shuō)明胡蘿卜素具有（）

A．親脂性和親水性B．遇熱而顯橙黃色的特色C．親脂而疏水性D．遇熱易分解的不穩(wěn)定性(★★★)26.用顯微鏡的一個(gè)目鏡分別和3個(gè)不同倍數(shù)的物鏡結(jié)合來(lái)觀(guān)察血細(xì)胞涂片，當(dāng)成像清晰時(shí)，每一個(gè)物鏡與載玻片之間的距離如下圖所示，如果載玻片的位置不動(dòng)，在一個(gè)視野中看到的細(xì)胞最多和看到的細(xì)胞最大的分別是（）

A．a(chǎn)、aB．c、bC．c、aD．c、c(★★★)27.鑒定生物組織中是否含有蛋白質(zhì)時(shí)，常用雙縮脲試劑。雙縮脲試劑的成分是質(zhì)量濃度為0.1g/ml的氫氧化鈉溶液和質(zhì)量濃度為0.01g/ml的硫酸銅溶液。在堿性溶液（NaOH）中，雙縮脲（H2NOC-NH-CONH2）能與Cu2+作用，形成紫色或紫紅色的絡(luò)合物，這個(gè)反應(yīng)叫做雙縮脲反應(yīng)。由于蛋白質(zhì)分子中含有很多結(jié)構(gòu)與雙縮脲結(jié)構(gòu)相似的肽鍵，因此蛋白質(zhì)也可以和雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。下列表述正確的是（）

A．雙縮脲試劑就是雙縮脲B．雙縮脲試劑也可以稱(chēng)為斐林試劑C．雙縮脲試劑也可以與氨基酸呈紫色反應(yīng)D．雙縮脲試劑無(wú)法檢測(cè)蛋白質(zhì)是否變性(★★★)28.將有關(guān)生物材料直接制成臨時(shí)裝片，在普通光學(xué)顯微鏡下可以觀(guān)察到的現(xiàn)象（）

A．菠菜葉片下表皮保衛(wèi)細(xì)胞中具有多個(gè)葉綠體B．花生子葉細(xì)胞中存在多個(gè)橘黃色脂肪顆粒C．黑藻葉片細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)D．紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞中細(xì)胞核清晰可見(jiàn)(★★)29.下列科學(xué)方法與實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟黄ヅ涞慕M合是（）

選項(xiàng)科學(xué)研究方法實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁同位素標(biāo)記法研究胰島細(xì)胞合成、分泌胰島素的途徑B光學(xué)顯微鏡觀(guān)察法觀(guān)察細(xì)胞膜由兩層磷脂分子構(gòu)成C離心法分離細(xì)胞核、線(xiàn)粒體、葉綠體等細(xì)胞結(jié)構(gòu)D歸納法提出“細(xì)胞學(xué)說(shuō)”

A．AB．BC．CD．D(★★★)30.某同學(xué)在一家餐飲店食用了如下早餐：二兩豬肉包子、一碟涼拌蔬菜、一碗炒肝，一個(gè)煮雞蛋。下列表述正確的是（）

A．豬肉包子和雞蛋中不含有淀粉B．該早餐中至少包括了三類(lèi)多糖C．該早餐中的脂質(zhì)都可以用蘇丹Ⅲ試劑檢測(cè)D．食材加工過(guò)程導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，因而影響了食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值二、非選擇題(★★★)31.人體既可從食物中獲取膽固醇，也可自身細(xì)胞合成，共同維持膽固醇含量相對(duì)穩(wěn)定。血液中的膽固醇與載脂蛋白等形成脂蛋白，主要包括低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）。細(xì)胞吸收膽固醇的原理如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)膽固醇屬于______（多糖、脂質(zhì)、核酸）類(lèi)物質(zhì)，在血液中必須以L(fǎng)DL形式運(yùn)輸，原因是_______________。(2)LDL受體需要經(jīng)過(guò)______________的依次加工，最終轉(zhuǎn)移至細(xì)胞膜上發(fā)揮功能，體現(xiàn)了_________系統(tǒng)在_________的聯(lián)系。(3)攜帶膽固醇的LDL顆粒進(jìn)入細(xì)胞后，在細(xì)胞器[4]__________的作用下分解放出________和膽固醇，膽固醇在細(xì)胞內(nèi)可以參與________的構(gòu)建。當(dāng)LDL過(guò)量時(shí)，它攜帶的膽固醇便積存在動(dòng)脈壁上，久了容易引起_____________。(4)HDL主要功能是將細(xì)胞中的膽固醇輸運(yùn)到肝臟進(jìn)行降解，因此HDL屬于_______（“好膽固醇”或“壞膽固醇”）。(5)家族性高膽固醇血癥（FH）是一種常染色體遺傳病，LDL受體基因突變。①研究者以體外培養(yǎng)的人體細(xì)胞為材料，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)推測(cè)相關(guān)預(yù)期。

培養(yǎng)基正常細(xì)胞內(nèi)膽固醇合成速度家族性高膽固醇血癥患者細(xì)胞膽固醇合成速度常規(guī)細(xì)胞培養(yǎng)條件低高去除培養(yǎng)液中血清成分a___________b_________無(wú)血清培養(yǎng)基中加入LDLc___________高（血清：去除了使血液凝固的物質(zhì)的血漿）②真菌也需要膽固醇，研究人員猜測(cè)真菌之間需要進(jìn)行生存競(jìng)爭(zhēng)，可能通過(guò)釋放小分子化學(xué)物質(zhì)干擾對(duì)方的膽固醇合成。綜合上述成果，該研究可能有何應(yīng)用價(jià)值？_______。(★★★)32.核基因編碼的蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸取決于自身的氨基酸序列中是否包含了信號(hào)序列以及信號(hào)序列的差異，如圖1和圖2所示。(1)圖1所示，經(jīng)②過(guò)程進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的多肽，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中折疊成為具有一定_______的蛋白質(zhì)，③過(guò)程輸出的蛋白質(zhì)并不包含信號(hào)序列，推測(cè)其原因是_____________。在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)，會(huì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中大量堆積，此時(shí)細(xì)胞通過(guò)改變基因表達(dá)減少新蛋白質(zhì)的合成，或增加識(shí)別并降解錯(cuò)誤折疊蛋白質(zhì)的相關(guān)分子，進(jìn)行細(xì)胞水平的________________（正反饋或負(fù)反饋）調(diào)節(jié)。（注：正反饋會(huì)加強(qiáng)最初發(fā)展趨勢(shì)，負(fù)反饋反之。）(2)送往不同細(xì)胞結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)具有______，這是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)定向運(yùn)輸所必須的。I：經(jīng)②③過(guò)程形成的蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)④途徑相關(guān)蛋白有__________（不定項(xiàng)選擇）。II:游離核糖體合成蛋白的去處包括____________（不定項(xiàng)選擇）。A、胞質(zhì)駐留蛋白B、膜蛋白C、葉綠體蛋白D、分泌蛋白E、線(xiàn)粒體蛋白F、染色體組蛋白G、溶酶體蛋白(3)親核蛋白一般含有核定位序列（NLS）。為探究NLS位于非洲爪蟾卵母細(xì)胞親核蛋白的頭部還是尾部，某同學(xué)以非洲爪蟾卵母細(xì)胞親核蛋白為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（過(guò)程和結(jié)果如圖2），得出NLS序列位于親核蛋白的尾部的結(jié)論。請(qǐng)?jiān)u價(jià)該實(shí)驗(yàn)方案并加以完善____________。(★★★★)33.閱讀、學(xué)習(xí)以下資料，回答相關(guān)問(wèn)題。蛋白質(zhì)研究中的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)蛋白質(zhì)是氨基酸的多聚物。第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的氨基酸是天冬酰胺，發(fā)現(xiàn)于1806年。蘇氨酸是1935年被發(fā)現(xiàn)的第20種氨基酸。1902年赫爾曼·埃米爾·費(fèi)歇爾因?yàn)閷?duì)嘌呤和糖類(lèi)合成的研究成就而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1907年他合成了含18個(gè)氨基酸的多肽，該多態(tài)具有和天然蛋白質(zhì)相似的化學(xué)性質(zhì)。1953年，英國(guó)生物化學(xué)家弗雷德里克·桑格利用獨(dú)創(chuàng)的試劑和方法，測(cè)定出了胰島素兩條肽鏈的氨基酸序列，證明了蛋白質(zhì)有明確的結(jié)構(gòu)，為之后人工合成蛋白質(zhì)奠定了基礎(chǔ)，桑格因此獲得了1958年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1962年美國(guó)科學(xué)家約翰·肯德魯與馬克斯·佩魯茨因?yàn)樵诘鞍踪|(zhì)空間結(jié)構(gòu)研究方面的貢獻(xiàn)而獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。肯德魯和盧佩茨利用X射線(xiàn)衍射技術(shù)，分別發(fā)現(xiàn)了肌肉組織中肌紅蛋白和血紅蛋白的結(jié)構(gòu)，這項(xiàng)成就是理解蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的一個(gè)突破性成就，它使人們深入理解了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系。1972年美國(guó)生物化學(xué)家克里斯琴·伯默爾·安芬森、斯坦?！つ?、威廉·霍華德·斯坦因?yàn)檠芯亢颂呛怂崦腹餐瑯s獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。他們揭示了核糖核酸酶的氨基酸序列與生物活性構(gòu)象之間的關(guān)聯(lián)。安芬森指出：對(duì)一些蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，只要環(huán)境不變，它的天然結(jié)構(gòu)就只由氨基酸序列決定，換句話(huà)說(shuō)，給定一個(gè)氨基酸序列，理論上就可以預(yù)測(cè)出蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。理解并預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)，始終是科學(xué)家的夢(mèng)想，但是這個(gè)問(wèn)題難度特別大，因?yàn)榧词故情L(zhǎng)度適中的序列，例如100個(gè)氨基酸的序列，它們形成的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)量可能是天文數(shù)字級(jí)的。隨著用實(shí)驗(yàn)手段確定結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)的數(shù)量不斷增加，基于氨基酸序列預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的能力得到了顯著提升。國(guó)際蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)（PDB）收錄了基于X射線(xiàn)衍射、核磁共振、冷凍電鏡技術(shù)等實(shí)驗(yàn)手段確定的近20萬(wàn)種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。將未知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)氨基酸序列與那些結(jié)構(gòu)已經(jīng)被證實(shí)的蛋白質(zhì)氨基酸序列進(jìn)行比較，并將這些信息與計(jì)算機(jī)算法結(jié)合起來(lái)，可以根據(jù)相似性做出蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)?？茖W(xué)家于20世紀(jì)70年代開(kāi)始創(chuàng)建計(jì)算機(jī)模型來(lái)預(yù)測(cè)給定蛋白質(zhì)序列的折疊方式。1994年，美國(guó)科學(xué)家約翰·莫爾特倡議在全球范圍內(nèi)進(jìn)行蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)比賽（CASP）。比賽每?jī)赡昱e行一次，吸引了許多來(lái)自生物物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、高能物理學(xué)、計(jì)算化學(xué)等不同領(lǐng)域的專(zhuān)家參加。比賽的方式如下：大賽組織者向建模者提供數(shù)十種蛋白質(zhì)的氨基酸序列，將建模者通過(guò)計(jì)算而預(yù)測(cè)到的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與通過(guò)冷凍電鏡等實(shí)驗(yàn)技術(shù)確定的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，得分90分以上的預(yù)測(cè)被認(rèn)為與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)。早期的預(yù)測(cè)令人沮喪，到2016年，建模師的CASP得分通常保持在70多分的水平，準(zhǔn)確率勉強(qiáng)達(dá)到40%。2018年，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)迎來(lái)了“人工智能”時(shí)刻。英國(guó)GoogleDeepMind的德米斯·哈薩比斯和約翰·江珀開(kāi)發(fā)了經(jīng)歷過(guò)蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)習(xí)訓(xùn)練的AI模型——AlphaFold。AlphaFold在2018年的CASP首秀中收獲了接近80分的佳績(jī)。2020年，新版AlphaFold2獲得92.4分的驚人成績(jī)，機(jī)器預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度與實(shí)驗(yàn)方法相當(dāng)。目前，AlphaFold2已經(jīng)能夠以超過(guò)90%的正確率依據(jù)氨基酸序列預(yù)測(cè)人類(lèi)所知的2億種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。AlphaFold極大減少了人工確定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的時(shí)間，并展示了人工智能對(duì)于科學(xué)發(fā)現(xiàn)的影響。此外，這項(xiàng)研究將有助于人們更好地了解疾病，加速新靶向藥物的開(kāi)發(fā)等，具有廣泛的研究前景。德米斯·哈薩比斯和約翰·江珀因此成就榮獲了2024年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。雖然目前AI預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確率很高，但也不是完全精確。對(duì)于蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，序列上百分之幾的差異可能就是完全不同的功能。2003年，美國(guó)華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的大衛(wèi)·貝克團(tuán)隊(duì)制造出了一種自然界中沒(méi)有的全新的蛋白質(zhì)。他們的工作流程是：先設(shè)計(jì)出自然界中從未存在過(guò)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)圖，接下來(lái)利用編制出的計(jì)算機(jī)程序，嘗試找到構(gòu)造出這一結(jié)構(gòu)背后的氨基酸序列，再根據(jù)這個(gè)序列制造出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，并利用X射線(xiàn)衍射等實(shí)驗(yàn)技術(shù)解析出蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)解析出的結(jié)構(gòu)和預(yù)先繪制的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)幾乎一致。大衛(wèi)·貝克團(tuán)隊(duì)的研究是“從頭設(shè)計(jì)”蛋白質(zhì)的重大突破，打開(kāi)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的新世界，為造福人類(lèi)提供了無(wú)限可能。2024年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的另一半授予了大衛(wèi)·貝克，以表彰他在蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)。(1)蛋白質(zhì)是氨基酸的多聚物，第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的氨基酸是天冬酰胺。請(qǐng)畫(huà)出兩種氨基酸形成二肽化合物的過(guò)程。(2)如果按照自然界中常見(jiàn)的20種氨基酸來(lái)計(jì)算，一個(gè)由100個(gè)氨基酸構(gòu)成的一條肽鏈可能的種類(lèi)為_(kāi)___________。(3)1962年科學(xué)家解析了人類(lèi)血紅蛋白的三維結(jié)構(gòu)，該分子由4條肽鏈組成，其中2條α鏈各含141個(gè)氨基酸，2條β鏈各含146個(gè)氨基酸。這些氨基酸分子縮合成肽鏈時(shí)，脫去的水分子數(shù)是________，血紅蛋白至少含有羧基的數(shù)目是___________。(4)科學(xué)家研發(fā)AlphaFold的過(guò)程中，需要建立數(shù)據(jù)庫(kù)訓(xùn)練AlphaFold程序，數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)該包含_______和________